应力比

摘要： 为评估不同应力比R和材料屈服强度fy下的高频机械冲击(high frequency mechanical impact,HFMI)处理钢制焊接接头疲劳寿命,引入SWT(smith-watson-topper)模型与Walker模型,利用缺口应力法对广泛的疲劳试验数据进行了重新分析.结果表明,名义应力系统下,接头疲劳等级FAT,R与fy三者关系可通过FAT=0.1fy+M(R)来表达;缺口应力系统下,对于同种材料不同应力比下的接头,两种模型均能用来评估其疲劳寿命,但Walker模型精度更高;对于不同种材料在不同应力比下的接头,SWT模型形式固定,且能综合考虑R与fy的影响,基于该模型分析得到的存活率P_(S)=97.7%的S-N曲线,其FAT=325 MPa,斜度m=6.5.研究成果将直接支撑工程结构疲劳评估和抗疲劳设计.

摘要： 疲劳裂纹扩展性能是衡量材料损伤容限性能的重要指标之一,准确获得材料的疲劳裂纹扩展性能是飞机结构设计所必需的。影响获得疲劳裂纹扩展性能的因素有很多,实验用试样的加工、测试标准的选取、实验机的校核及后期数据的处理方法都会对最终得到的性能数据产生影响。学生通过分组协作的方式完成了TC4-DT钛合金锻件疲劳裂纹扩展实验并获得了描述疲劳裂纹扩展性能的da/dN-ΔK曲线,讨论了不同应力比、不同实验环境和不同取样方向对疲劳裂纹扩展性能的影响。通过协作实验有助于学生全面了解材料疲劳裂纹扩展性能的获取方法,深刻理解疲劳裂纹扩展性能对飞机结构设计的重要性,取得了很好的实验教学效果。

摘要： 针对现有模型对TC4竞争失效预测的不准确性,建立了基于最大应力强度因子的竞争失效模型。在室温以及两种应力比下,针对TC4钛合金进行超高周疲劳试验,通过试验与最弱键竞争失效理论相结合的方法进行评估,研究其超高周疲劳性能。通过对试样断口形貌的观察,可将其失效模式分为如下两类:表面失效以及内部失效。对试样表面缺陷以及内部解理刻面尺寸进行测量,并评估其最大应力强度因子值。进一步通过正态分布得到最大应力强度因子的累计分布函数,基于两参数泊松分布建立了与最大应力强度因子有关的竞争失效模型。通过模型计算结果,可以得出在任一最大应力强度因子下试样发生各种失效模式的概率,且经分析对比,本文中TC4两种疲劳失效模式的失效概率评估结果与试验数据吻合较好,为分析TC4钛合金超高周疲劳状态下的疲劳失效模式提出了新的评估方法。

摘要： 为研究硫酸铵溶液腐蚀环境下混凝土的性能变化,结合实际工程情况,通过对混凝土试件进行压应力状态下的硫酸铵溶液腐蚀和碳化交替试验,研究了硫酸铵溶液浓度、压应力比和交替次数对混凝土强度的影响,分析了硫酸铵溶液对混凝土强度的影响机理,并根据碳化与硫酸铵溶液交替作用下的强度变化规律,建立了专用的测强曲线方程。结果表明:在硫酸铵溶液腐蚀下,随着腐蚀时间和溶液浓度的增加,混凝土强度下降;当压应力比为20%和40%时,压应力可以减小碳化和硫酸铵腐蚀对混凝土的不利影响;碳化与硫酸铵溶液腐蚀交替作用对混凝土损伤有负面效应,存在叠加和交互作用。

摘要： 疲劳问题是钢桥设计中需要重点关注的问题。对日本、欧洲和我国铁路钢桥疲劳计算方法及相关参数进行了调研分析,明确了各国铁路钢桥在疲劳计算方法和相关参数选择方面的异同。以我国一座千米级跨度铁路钢桁梁悬索桥为例,对其加劲梁杆件的疲劳受力特征、恒活载比及应力比进行了计算分析。研究结果表明:部分杆件在单线和双线荷载作用下疲劳受力特征不一致,恒活载比和应力比超出了我国现行规范的范围。针对这种情况,提出了我国大跨度铁路钢桥的疲劳计算方法调整建议,在此基础上对大跨度钢桥疲劳计算中涉及到的相关参数进行了梳理分析,提出了需要开展研究的参数包括损伤修正系数、多线系数、板厚系数等。提出的大跨度铁路钢桥疲劳计算方法及相关参数研究建议,可为下一步疲劳设计参数的研究及后续规范的修订补充提供参考。

摘要： 常见悬臂式交通杆件有L形、T形、F形等,在常规交通杆件设计中,往往会忽略悬臂带来的扭矩影响,将立杆简化为压弯构件设计。随着城市的快速发展,城市道路不断拓宽,承载的功能不断增加,悬臂式交通杆件的横臂长度、挂载设备的数量和重量均出现了大幅的提升,立杆的受扭问题变得不容忽视。基于此,采用3D3S建模,选用不同横臂长度的L形杆进行分析,对比扭矩在截面设计中的影响。结果发现,当横臂长度大于10m时,扭矩对截面应力比的提升幅度达到了20%,在设计中应予以充分重视。该研究结果对结构设计具有一定的指导意义。

摘要： 利用有限元软件建立智慧城市多功能标志标牌杆模型,分析获得相应的模型内力及位移。以实际道路交通应用中常见的双挑臂标志标牌杆为例,加以相同的智能化模块组合,根据其标牌大小的不同进行对比分析,从应力比、位移及造价多方面进行比较分析。研究结果显示,智慧城市多功能标志标牌杆随着标牌面积的增大,风荷载作用下位移增加幅度增大,当标志牌面积较小时,杆件承载力极限状态起到控制作用;随着标志牌面积增大,除应控制杆件应力比外,同时应关注风荷载作用下杆件位移是否满足挂载设备性能需求。通过改变钢材型号、杆件壁厚、杆件直径来控制应力比;通过改变杆件壁厚、杆件直径来控制位移。在多个可能方案中结合造价经济性从而选取最优方案。

摘要： 以固定式导管架中心平台组块结构单重的统计数据出发,通过数值分析方法,给出2种组块结构中影响结构单重的因素,从杆件截面与承载能力对应关系、杆件应力水平和结构整体方案等3个方面对组块结构轻量化进行分析和论证,提出海洋平台组块结构重量优化的几种途径,推荐焊接H型钢截面及焊接结构钢管的尺寸选择范围供海洋平台设计者参考。

摘要： 为研究服役后API 5L X56钢海底输油双层管道的腐蚀疲劳裂纹扩展速率(FCGR),分别在海水和空气环境下对管道上截取的标准紧凑拉伸(CT)试样进行不同应力比(R=0.1、0.2、0.3、0.4、0.5)的疲劳裂纹扩展(FCG)试验。稳定裂纹扩展初期,在给定的应力强度因子幅值(ΔK=35 MPa·m^(0.5))下,服役后X56钢在海水环境下的疲劳裂纹扩展速率(d a/d N)约为空气中的1.64倍;随着ΔK的增大,海水腐蚀作用越来越小。综合分析应力比对海水环境下X56钢的疲劳裂纹扩展曲线的影响,结果发现:应力比对裂纹稳定扩展初期阶段的疲劳裂纹扩展速率影响较大,低应力比(R=0.1、0.2、0.3)对裂纹稳定扩展中间稳定阶段的疲劳裂纹扩展速率影响较小,高应力比(R=0.4、0.5)状态下裂纹稳定扩展整个阶段的腐蚀疲劳裂纹扩展速率明显提高。扫描电镜下CT试样的疲劳断口均为穿晶型断裂。海水腐蚀环境中,随着应力比的增大,解理断裂形成的解理台阶的晶面面积和高度差逐渐减小,疲劳断口越来越平坦,疲劳裂纹扩展方式由撕裂型向解理型进行转变。

摘要： 本输煤工程圆形煤场共两座,网架形式为正放四角锥球面网架,下弦周边点支承,网架支座采用单向滑动支座,支座间跨度为124.35 m。对于本球形网壳采用先起步单元安装形成闭合结构,然后以闭合结构作为支撑体系,采用环向散装小拼单元的方法安装后续网架。

摘要： Elber和Walker的有效应力场强度因子模型以及Kujiawski的两参量动力模型都是以平移为主,将不同应力比R下的裂纹扩展曲线族归一化.对不同应力比下裂纹扩展速率曲线形状差异较大的曲线族进行归一化时,目前仅有对Elber的有效应力场强度因子模型和两参量动力模型的修正模型,且适用于裂纹扩展的近门槛区和中部区.本文通过分析,建立了适用于中部区和加速区的裂纹扩展速率曲线的两参量动力模型修正公式,修正公式中的指数是由应力比、断裂韧度和应力场强度因子范围,以及裂纹扩展速率趋于无穷大时两参量动力模型中对应的指数构成的函数,依据此修正公式能将不同应力下的不同形状的中部区和加速扩展区速率曲线归一化到一条曲线上,并在定向有机玻璃YB-MD-11、YB-MD-3和Ti-i023的裂纹扩展速率曲线中的得到验证.

摘要： 随着复合材料疲劳问题研究的深入,不同的研究者采用各种不同的角度对复合材料疲劳问题进行了大量研究.如何从己知的疲劳外载荷工况来准确预测复合材料疲劳寿命成为人们关注的焦点.本文在疲劳能量法的基础上,构建了能量法预测复合材料疲劳寿命的物理模型,建立了能量平衡方程并给出疲劳过程中各种形式能量解析表达式,将应力比引入累积塑性应变能,给出了一种预测不同应力比下的复合材料S-Ⅳ曲线方法.最后通过实验验证,证实了本方法的预测精度。

摘要： 在不同应力比条件下对2.5D C/C复合材料试样进行了弯-弯疲劳循环加载试验,用三点弯曲法测定了2.5D C/C复合材料试样在疲劳试验前后的弯曲强度,利用扫描电镜观察了其断口形貌,并分析了2.5D C/C复合材料的疲劳强化机理.结果表明:2.5D C/C复合材料的热解炭结构是内层的光滑层与外层的各向同性层组织结构.疲劳循环加载后,不同应力比条件下2.5D C/C复合材料的剩余弯曲强度均得到提高,且应力比为0.2时,剩余弯曲强度最大,约为174.0 MPa,较静态弯曲强度提高了93.8％.

摘要： 为了研究膨胀剂掺量和应力比对钢管混凝土徐变性能的影响,进行膨胀剂掺量分别为4％、8％和12％共3种情况下的钢管混凝土徐变应变试验,测试钢管与混凝土整体纵向变形随时间的分布规律.同时进行应力比分别为0.15、0.31、0.33、0.37和0.74共5种情况下的徐变试验,测试在相同荷载下,小同应力比钢管混凝土应变变化规律.研究结果表明:膨胀剂掺量对钢管混凝土徐变应变的影响由小到大依次为12％,8％和4％,但是徐变应变小是随着膨胀剂掺量的增加而呈比例减少;徐变应变随着应力比的增加而增加.应用扫描电镜二次电子成像观测及能谱成分分析膨胀剂的作用机理,得出膨胀剂反应生成钙矾石,其微膨胀可以补偿收缩;同时钙矾石填充在结构孔隙中,使水泥石更加致密.通过应力比对钢管混凝土徐变影响的机理分析,得出混凝土应力随着应力比的增加而增大,同时随着壁厚的增加,钢管对混凝土的侧向约束增加,限制了混凝土徐变变形.

摘要： 针对Q345R材料制作的标准CT试样,研究了在不同应力比条件下,单个过载峰作用下疲劳裂纹扩展行为.在分析研究应力比效应对常幅加载下的裂纹扩展行为影响的基础上,进一步在常幅加载过程中引入单个拉伸过载峰的作用,进行了不同应力比条件下的裂纹扩展试验.试验结果表明,在常幅加载条件下对应力比效应不敏感的Q345R,其过载后的裂纹扩展行为却明显地受到应力比变化的影响.在过载比相同的情况下,过载后的迟滞效应随着应力比的增大而减弱.本文也对负应力比条件下的过载行为进行了研究,结果表明,负应力比条件下的过载作用同样会导致裂纹扩展的迟滞,但其迟滞效应相对正应力比条件时较弱.

摘要： 堆石料蠕变试验历时受到限制,建立堆石料的蠕变模型不仅要考虑蠕变量,还应考虑其蠕变速率,后者决定了堆石料蠕变模型在超过试验历时后是否会偏离实际应变.本文采用等围压加载和等应力比加载方法,对两河口混合料、左下沟堆石料及小浪底堆石料进行蠕变试验,对其蠕变特性和蠕变速率进行了对比分析.3种堆石料的蠕变及蠕变速率在双对数坐标中均呈直线关系,建议采用幂函数描述.

摘要： 对X80管线钢材料完成了一组疲劳裂纹扩展试验研究,考虑了不同应力比(0.1,0.4,0.6)对其的影响.试验发现,试样的拉伸曲线呈现连续屈服特征,通过扫描电镜观察的断口形貌为韧窝状.应力强度因子作为驱动力,应用Paris公式可以很好地拟合不同应力比下X80钢疲劳裂纹扩展率.

摘要： 概述了管线钢管临界屈曲应变预测公式的研究现状,分析了现有公式存在的问题和局限性;首次考虑材料形变强化性能的影响,引入应力比RT50/Rt10作为形变强化表征参量,采用量纲分析方法,结合大量有限元数值计算,建立了半经验的钢管临界屈曲应变预测公式;开展了中缅管线用Φ1016mm×17.5mm大变形钢管的全尺寸弯曲试验.全尺寸试验验证结果表明,所建立的钢管屈曲应变预测公式与现有标准推荐公式相比,有更高的预测精度和可靠性,可以满足管道基于应变设计需要.

摘要： 就张弦梁大跨度空间结构在甘肃省体育馆训练馆项目中的关键施工技术应用及其控制措施展开分析研究,以施工过程仿真模拟分析为主,重点论证解决了张弦梁施工过程中的技术难题,同时也充分诠释了张弦梁结构技术优越性,为同类工程施工及同行业者研究学习提供经验积累和技术借鉴.

摘要： 就张弦梁大跨度空间结构在甘肃省体育馆训练馆项目中的关键施工技术应用及其控制措施展开分析研究,以施工过程仿真模拟分析为主,重点论证解决了张弦梁施工过程中的技术难题,同时也充分诠释了张弦梁结构技术优越性,为同类工程施工及同行业者研究学习提供经验积累和技术借鉴.

摘要： 一种应力发光材料，其特征在于，其通过将磷酸化合物与铕活化铝酸锶颗粒混合而制备浆料的工序、将上述浆料粉碎而形成粉碎浆料的粉碎工序、以及对上述粉碎浆料进行干燥的干燥工序而得到，使用所得到的上述应力发光材料中的锶元素的含有率A、与在温度85°C、相对湿度85％的气氛下保持上述应力发光材料168小时后的锶元素的含有率B，按照(A‑B)/A×100算出的变化率为10％以下。

摘要： 本发明提供一种精确预测拉应力和压应力状态下应力松弛行为的方法，所述方法包括使用如下公式(9)预测拉应力和压应力，下式(9)中建立了sinh形式的应力松弛本构模型：是蠕变应变ε随时间的变化率，A、B、k1、n1、n2均为材料参数，为相对位错密度，σm为基体强化、σss为固溶强化、σdis为位错强化和σppt为析出强化，sign(σ)是符号函数，sinh为双曲正弦函数，σth为门槛应力，指应力σ随时间的变化率，E为弹性模量。本发明尤其适于大型复杂结构件的精确预测。

摘要： 本发明公开了一种通过砼表面应力释放检测预应力及温度收缩应力的方法，将混凝土结构的测点表面打磨光滑，沿混凝土结构的待测温度收缩应力方向或者预应力方向粘贴应变片；应变片粘结凝固后连接应变仪；采用切割装置在混凝土结构的测点表面开设弧形应力释放槽；弧形应力释放槽的数量为两个，且对称位于应变片两端外侧；根据有限元计算应变释放率与槽口深度的关系，并依据其关系计算混凝土结构测点实际应变值εt；计算测点处的混凝土结构的应力值σt：σt＝Ecεt；根据混凝土结构的类型和混凝土结构受力状态，得到预应力值，或得出相应的温度收缩应力值。本发明切割时间短，速度快，精度高，操作简单可靠，经济适用，推广性强。

摘要： 非线性超声应力检测方法及装置、复合材料平面应力空气耦合检测方法及装置，涉及超声检测技术领域。为解决现有技术中对于平面应力检测的方式局限同时在单一方向上的应力检测，这样的检测结果效率低、无法获得多维度的应力信息的问题，本申请采用的技术方案为：基于莫尔圆应力原理的非线性超声应力检测方法，包括：使用超声换能器检测待检测材料上同一点上两个方向的超声回波；通过超声回波获取相对非线性系数；对相对非线性系数通过莫尔圆应力原理进行处理，得到主应力；基于莫尔圆应力原理的复合材料平面应力检测方法，包括：基于莫尔圆应力原理的非线性超声应力检测方法进行检测。适用于不可使用耦合剂进行接触检测的复合材料的超声应力检测。

摘要： 本发明涉及一种正应力和剪应力不同权重三维应力场反演方法及系统，其方法包括获取不同测点的应力矢量及岩体弹性模量；根据工程地质信息建立有限元数值分析模型，并分别施加不同方向的荷载，分别确定对应荷载作用下测点处的应力计算值；建立地应力场反演目标函数模型并进行反演分析，获得不同权重下测点处的应力计算值和应力回归系数；建立地应力场反演效果评价的误差公式并确定最优的目标地应力场。本发明解决了三维应力场中剪应力与正应力间由于数值量级差异引起的剪应力易被忽略的问题，反演获得的地应力场精度大大提高，可准确、可靠、高效地获取地应力场分布特征，为科学识别开挖后的硐室围岩变形破坏特征提供技术支撑。

摘要： 本发明涉及一种正应力和剪应力不同权重二维应力场反演方法及系统，其方法包括获取不同测点的应力参数测量信息；根据工程地质信息建立有限元数值分析模型，并在二维空间内不同方向上分别施加荷载，分别确定对应荷载作用下测点处的应力计算值；建立二维地应力场反演目标函数模型并进行反演分析，获得不同权重下测点处的应力计算值和应力回归系数；建立地应力场反演效果评价的误差公式并确定最优的目标地应力场。本发明解决了剪应力与正应力间由于数值量级差异引起的剪应力易被忽略的问题，反演获得的地应力场精度大大提高，可准确、可靠、高效地获取地应力场分布特征，为科学识别开挖后的硐室围岩变形破坏特征提供技术支撑。

摘要： 一种应力发光材料，其特征在于，其通过将磷酸化合物与铕活化铝酸锶颗粒混合而制备浆料的工序、将上述浆料粉碎而形成粉碎浆料的粉碎工序、以及对上述粉碎浆料进行干燥的干燥工序而得到，使用所得到的上述应力发光材料中的锶元素的含有率A、与在温度85°C、相对湿度85％的气氛下保持上述应力发光材料168小时后的锶元素的含有率B，按照(A?B)/A×100算出的变化率为10％以下。

摘要： 非线性超声应力检测方法及装置、复合材料平面应力空气耦合检测方法及装置，涉及超声检测技术领域。为解决现有技术中对于平面应力检测的方式局限同时在单一方向上的应力检测，这样的检测结果效率低、无法获得多维度的应力信息的问题，本申请采用的技术方案为：基于莫尔圆应力原理的非线性超声应力检测方法，包括：使用超声换能器检测待检测材料上同一点上两个方向的超声回波；通过超声回波获取相对非线性系数；对相对非线性系数通过莫尔圆应力原理进行处理，得到主应力；基于莫尔圆应力原理的复合材料平面应力检测方法，包括：基于莫尔圆应力原理的非线性超声应力检测方法进行检测。适用于不可使用耦合剂进行接触检测的复合材料的超声应力检测。

摘要： 本发明提供一种精确预测拉应力和压应力状态下应力松弛行为的方法，所述方法包括使用如下公式(9)预测拉应力和压应力，下式(9)中建立了sinh形式的应力松弛本构模型：是蠕变应变ε随时间的变化率，A、B、k1、n1、n2均为材料参数，为相对位错密度，σm为基体强化、σss为固溶强化、σdis为位错强化和σppt为析出强化，sign(σ)是符号函数，sinh为双曲正弦函数，σth为门槛应力，指应力σ随时间的变化率，E为弹性模量。本发明尤其适于大型复杂结构件的精确预测。

摘要： 本发明公开了一种通过砼表面应力释放检测预应力及温度收缩应力的方法，将混凝土结构的测点表面打磨光滑，沿混凝土结构的待测温度收缩应力方向或者预应力方向粘贴应变片；应变片粘结凝固后连接应变仪；采用切割装置在混凝土结构的测点表面开设弧形应力释放槽；弧形应力释放槽的数量为两个，且对称位于应变片两端外侧；根据有限元计算应变释放率与槽口深度的关系，并依据其关系计算混凝土结构测点实际应变值εt；计算测点处的混凝土结构的应力值σt：σt＝Ecεt；根据混凝土结构的类型和混凝土结构受力状态，得到预应力值，或得出相应的温度收缩应力值。本发明切割时间短，速度快，精度高，操作简单可靠，经济适用，推广性强。